(19)
(11) EP 3 889 400 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
06.10.2021  Patentblatt  2021/40

(21) Anmeldenummer: 21162523.1

(22) Anmeldetag:  15.03.2021
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F01L 1/047(2006.01)
F01L 1/344(2006.01)
(52) Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
F01L 2001/0473; F01L 2001/34433; F01L 1/047
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30) Priorität: 03.04.2020 DE 102020109328

(71) Anmelder: ECO Holding 1 GmbH
97828 Marktheidenfeld (DE)

(72) Erfinder:
  • Schulze, Dietmar
    35516 Münzenberg (DE)
  • Seidenschwann, André
    63526 Erlensee (DE)

   


(54) NOCKENWELLENVERSTELLER FÜR EINE DOPPELNOCKENWELLE, NOCKENWELLENANORDNUNG UND HYDRAULIKSYSTEM


(57) Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle, wobei der Nockenwellenversteller (10) einen Rotor (28) und einen Stator (24) umfasst, und der Rotor (28) gegen den Stator (24) über eine Rotorachse (30) des Rotors (28), welche koaxial mit einer Längsachse (26) des Stators (24) ausgebildet ist, verdrehbar ist, und wobei zwischen zwei Stegen (34) des Stators (24) ein Flügel des Rotors (28) positionierbar angeordnet ist, wobei mit Hilfe des Flügels ein zwischen den beiden Stegen (34) ausgebildeter Zwischenraum in zwei Druckkammern (42) geteilt ist, und wobei die Doppelnockenwelle (12) eine in Form eines Hohlzylinders ausgebildete erste Nockenwelle (16) und eine in der ersten Nockenwelle (16) zumindest teilweise aufgenommene zweite Nockenwelle (18) umfasst, wobei die Nockenwellen (16, 18) relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei eine der beiden Nockenwellen (16; 18) mit dem Rotor (28) und eine der beiden Nockenwellen (18; 16) mit dem Stator (24) drehfest verbunden ist, und wobei der Rotor (28) mit Hilfe von in den Druckkammern (42) anliegenden Drücken bewegbar ist zur Verdrehung der Nockenwellen (16, 18). Erfindungsgemäß ist ein Hydraulikventil (38) konzentrisch mit den Nockenwellen (16, 18) und dem Rotor (28) in axialer Richtung zwischen der zweiten Nockenwelle (16) und dem Rotor (28) angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Nockenwellenanordnung und ein Hydrauliksystem.




Beschreibung

Technisches Gebiet



[0001] Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Nockenwellenanordnung gemäß Patentanspruch 10 und ein Hydrauliksystem gemäß Patentanspruch 11.

Stand der Technik



[0002] Verstellvorrichtungen zur Verstellung von Nockenwellen in Form von Nockenwellenversteller werden in modernen Verbrennungskraftmaschinen zur Optimierung von Verbrauchs- und Leistungswerten eingesetzt und dienen dazu, Öffnungs- und Schließzeitpunkte von Gaswechselventilen zu verändern, um eine Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich variabel gestalten zu können. Zu diesem Zweck ist der Nockenwellenversteller in eine Kopplungseinrichtung integriert aufgenommen, über die Drehmomente von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen werden. Der Nockenwellenversteller weist einen Rotor und einen Stator auf, die koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der Stator den Rotor in radialer Richtung umfasst. Zwischen dem Rotor und dem Stator sind mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Kammern vorgesehen, welche mit Hilfe dem Rotor zugeordneten Rotorstege in gegeneinander wirkende Druckräume unterteilt sind. Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine sind beide Druckräume permanent mit Hydraulikfluid gefühlt, wodurch der Rotor und der Stator relativ steif miteinander verbunden sind. Die Steuerzeiten der Gaswechselventile werden dadurch verändert, dass der Druck in einem der Druckräume erhöht wird, während der Druck in dem jeweils anderen Druckraum gesenkt wird. Das Hydraulikfluid muss dazu dem einen Druckraum zugeführt und aus dem anderen Druckraum zu einem Tank hin abgeführt werden, wodurch sich die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle ändert.

[0003] Die Patentschrift DE 10 2012 105 284 B4 offenbart einen Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle, dessen Rotor mit Hilfe eines Vorspannelementes in Form einer Spiralfeder relativ zum Stator in einer bestimmten Winkelstellung gehalten wird. Die Doppelnockenwelle weist eine innere Nockenwelle auf, welche von einer äußeren Nockenwelle zumindest teilweise umfasst ist. Die äußere Nockenwelle ist drehfest mit dem Stator und die innere Nockenwelle ist drehfest mit dem Rotor verbunden. Damit toleranzbedingte Versätze und/oder Parallelitätsfehler zwischen der inneren Nockenwelle und der äußeren Nockenwelle sowie dem Rotor ausgeglichen werden können, ist ein Ausgleichselement vorgesehen. Hierbei treten reibungsbehaftete Relativbewegungen zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteilen auf, die zu einem erhöhten Verschleiß und zur Wärmebildung führen, wodurch die Lebensdauer des Nockenwellenverstellers mit der Doppelnockenwelle begrenzt ist.

Offenbarung der Erfindung



[0004] Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle bereitzustellen, welcher eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Lebensdauer des Nockenwellenverstellers mit der Doppelnockenwelle aufweist. Weitere Aufgaben sind die Angabe einer verbesserten, da eine verlängerte Lebensdauer aufweisende Nockenwellenanordnung und eines bevorzugten Hydrauliksystems.

[0005] Die vorstehend genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weiteren Aufgaben werden mit den Merkmalen der Patentansprüche 10 und 11 gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

[0006] Es wird ein Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle vorgeschlagen, wobei der Nockenwellenversteller einen Rotor und einen Stator umfasst. Der Rotor ist gegen den Stator über eine Rotorachse des Rotors, welche koaxial mit einer Längsachse des Stators ausgebildet ist, verdrehbar. Zwischen zwei Stegen des Stators ist ein Flügel des Rotors positionierbar angeordnet, wobei mit Hilfe des Flügels ein zwischen den beiden Stegen ausgebildeter Zwischenraum in zwei Druckkammern geteilt ist. Die Doppelnockenwelle umfasst eine in Form eines Hohlzylinders ausgebildete erste Nockenwelle und eine in der ersten Nockenwelle zumindest teilweise aufgenommene zweite Nockenwelle, wobei die Nockenwellen relativ zueinander verdrehbar sind. Die eine der beiden Nockenwellen ist mit dem Rotor und die andere der beiden Nockenwellen mit dem Stator drehfest verbunden. Der Rotor ist mit Hilfe von in den Druckkammern anliegenden Drücken bewegbar zur Verdrehung der Doppelnockenwelle. Erfindungsgemäß ist ein Hydraulikventil konzentrisch mit den Nockenwellen und dem Rotor in axialer Richtung zwischen der zweiten Nockenwelle und dem Rotor angeordnet. Der Vorteil der Erfindung ist in einer Positionsstabilisierung der inneren Nockenwelle, welche in dieser Deklaration die zweite Nockenwelle ist, zu sehen. Die innere Nockenwelle ist an das Hydraulikventil axial angrenzend positioniert. Zur gesicherten Positionierung könnte das Hydraulikventil bspw. an seiner der inneren Nockenwelle zugewandt ausgebildeten Stirnseite einen Ring aufweisen, welcher zur Drehbewegung der Nockenwelle komplementär in eine in der inneren Nockenwelle eingreifenden Nut ausgebildet ist.

[0007] Sofern das Hydraulikventil in der ersten Nockenwelle angeordnet ist, kann das Hydraulikventil ebenfalls zur zumindest radialen Positionssicherung der ersten Nockenwelle, welche in der vorliegenden Deklaration die äußere Nockenwelle ist, herangezogen werden.

[0008] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Hydraulikventil durchströmbar mit einem Nockenwellenlager der Doppelnockenwelle ausgebildet. Vorteilhaft kann somit aus einem Schmiermittelsystem einer Verbrennungskraftmaschine, welcher der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller und die Doppelnockenwelle zugeordnet ist, das Hydraulikfluid zur Durchströmung des Nockenwellenverstellers herangezogen werden, wodurch ein möglicherweise zweites Schmiermittelsystem in Form eines Hydraulikfluidsystems nicht mehr benötigt wird und sich somit Kosten durch Wegfall eines derartigen Systems im Aufbau des Nockenwellenverstellers reduzieren lassen.

[0009] Bevorzugt ist zwischen der zweiten Nockenwelle und dem Hydraulikventil eine Kupplung angeordnet, welche insbesondere in Form einer Oldham-Kupplung ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich auf einfache Weise Versätze in axialer und in radialer Richtung sowie Winkelfehler zwischen erster und zweiter Nockenwelle lassen sich kompensieren

[0010] Damit eine im Betrieb des Nockenwellenverstellers zwischen den an die Kupplung angrenzenden Bauteilen und der Kupplung selbst eine auftretende Reibung und somit ein Verschleiß und eine Wärmeentwicklung aufgrund der Reibung gering gehalten werden kann, ist das Hydraulikventil zur Schmiermittelversorgung der Kupplung und/oder der Doppelnockenwelle ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass das Hydraulikventil zur Weiterleitung von Schmiermittel bzw. Hydraulikfluid an die Kupplung und/oder an die Doppelnockenwelle ausgebildet ist.

[0011] In einer weiteren Ausgestaltung weist zur Weiterleitung das Hydraulikventil an seiner der Kupplung zugewandt ausgebildeten Stirnseite eine durchströmbare Öffnung auf. So kann aus dem Hydraulikventil Hydraulikfluid, welches das Schmiermittel der Verbrennungskraftmaschine sein kann, über die Öffnung der Kupplung zugeführt werden, bzw. über die Öffnung zur Kupplung strömen.

[0012] Damit die Öffnung auf einfache Weise hergestellt werden kann, ist die Öffnung in einem Abschlussdeckel des Hydraulikventils ausgebildet. Üblicherweise besteht das Hydraulikventil aus einer hohlzylindrischen Buchse, welche einen axial bewegbaren Kolben in ihrem Hohlraum aufnehmend ausgebildet ist. Zur einfachen Herstellung der Buchse ist der Hohlraum in Form einer Bohrung ausgeführt, so dass die Buchse an ihren beiden Enden geöffnet ist. Der Kolben wird in den Hohlraum eingeführt und ragt zur Betätigung über einen Aktuator an einem der beiden Enden über die Buchse hinaus. Das andere Ende wird üblicherweise mit einem Abschlussdeckel zumindest weitestgehend geschlossen. In diesen Abschlussdeckel kann nun zur Schmiermittelversorgung der Kupplung die Öffnung eingebracht werden, wobei sie insbesondere zur kostengünstigen Herstellung in Form einer Bohrung ausgebildet ist.

[0013] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers weist ein Kupplungselement der Kupplung einen Strömungskanal zur Durchströmung auf. Somit kann das aus dem Hydraulikventil der Kupplung zugeführte Schmiermittel in der Kupplung selbst weiter verteilt werden, insbesondere kann das Schmiermittel auf eine von dem Hydraulikventil abgewandt ausgebildete Seite der Kupplung geleitet werden, welche der inneren Nockenwelle gegenüberliegend ausgebildet ist. Somit besteht, neben der Möglichkeit die einander berührenden Flächen der inneren Nockenwelle und der Kupplung mit Schmiermittel zu versorgen, auch die Möglichkeit über die innere Nockenwelle einen zwischen der inneren Nockenwelle und der äußeren Nockenwelle, ausgebildeter Bewegungsspalt mit Schmiermittel zu versorgen, wobei der hülsenförmige Bewegungsspalt durch die Aufnahme der inneren Nockenwelle in der äußeren Nockenwelle zur Verdrehung der beiden Nockenwellen gegeneinander notwendig ist.

[0014] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung, umfassend eine erste Nockenwelle und eine zweite Nockenwelle, wobei die zweite Nockenwelle in der ersten Nockenwelle verdrehbar aufgenommen ist. Die Nockenwellen sind mit Hilfe eines gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Nockenwellenverstellers verdrehbar. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Nockenwellenanordnung sind neben einer bauraumreduzierten Nockenwellenanordnung auch in einer kostenreduzierten Nockenwellenanordnung zu sehen, da der Nockenwellenversteller kostenreduziert ausgebildet werden kann.

[0015] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem, welches einen Nockenwellenversteller und ein den Nockenwellenversteller hydraulische beaufschlagendes Hydraulikventil umfasst, wobei das Hydraulikventil bevorzugt in Form eines Zentralventils, welches auch als Zentralschraube bezeichnet wird, ausgebildet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen



[0016] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

[0017] Die einzige Figur zeigt beispielhaft in einem Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller.

Ausführungsformen der Erfindung



[0018] Die Figur zeigt lediglich ein Ausführungsbeispiel und ist nicht beschränkend zu verstehen.

[0019] Ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller 10 für eine Doppelnockenwelle 12 ist gemäß der Figur aufgebaut. Der Nockenwellenversteller 10 bildet mit der Doppelnockenwelle 12 eine Nockenwellenanordnung 14.

[0020] Mit dem Nockenwellenversteller 10 wird während eines Betriebes einer nicht näher dargestellten Verbrennungskraftmaschine eine Winkellage zwischen einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und der Doppelnockenwelle 12 bzw. einer von zwei konzentrischen Nockenwellen der Doppelnockenwelle 12, einer ersten Nockenwelle 16 und einer zweiten Nockenwelle 18, verändert. Durch Verdrehen der Doppelnockenwelle 12 werden Öffnungs- und Schließzeitpunkte von Gaswechselventilen der Verbrennungskraftmaschine, so genannte Steuerzeiten, so verschoben, dass die Verbrennungskraftmaschine bei einer jeweils entsprechenden Drehzahl ihre optimale Leistung erbringen kann. Der Nockenwellenversteller 10 ermöglicht eine stufenlose Verstellung der Doppelnockenwelle 12 relativ zur Kurbelwelle.

[0021] Die erste Nockenwelle 16 ist hohlzylinderförmig ausgeführt und ist die zweite Nockenwelle 18 in ihrem Hohlraum 20 aufnehmend ausgebildet. Die zweite Nockenwelle 18 ist ebenso hohlzylinderförmig ausgeführt, könnte jedoch auch massiv ausgebildet sein. Die beiden Nockenwellen 16, 18 sind koaxial angeordnet, wobei sie relativ zueinander um eine Rotationsachse 22 begrenzt verdrehbar sind. Die relative Verdrehung der beiden Nockenwellen 16, 18 zueinander bewirkt eine Phasenverschiebung der einlass- und/oder auslassseitigen Steuerzeiten.

[0022] Der Nockenwellenversteller 10 besitzt einen Stator 24 mit einer Längsachse 26 und einen Rotor 28 mit einer Rotorachse 30, wobei der Rotor 28 gegen den Stator 24 über die Rotorachse 30, welche koaxial mit der Längsachse 26 ausgebildet ist, verdrehbar ist.

[0023] Der Stator 24 ist drehfest mit einem Wirkelement 32 verbunden, welches eine Verbindung zwischen der Doppelnockenwelle 12 und der Kurbelwelle herbeiführend ausgestaltet ist, wobei das Wirkelement 32 beispielsweise in Form eines Zahnrades ausgebildet sein kann. Über das Zahnrad 32 ist eine so genannte Steuerkette als Antriebselement geführt, so dass der Stator 24 mit der Kurbelwelle wirkverbunden ausgebildet ist. Ebenso könnte das Wirkelement 32 auch ein Zahnriemenrad sein, über das ein Antriebsriemen als Antriebselement geführt wird.

[0024] Der Stator 24, welcher drehfest mit der ersten Nockenwelle 16 verbunden ist, weist radial nach Innen ragende Stege 34 auf. Über den Umfang ist jeweils zwischen den Stegen 34 ein nicht näher gezeigter Flügel des Rotors 28 angeordnet. Die Flügel des Rotors 28 sind auf einer Rotornabe 36 angebracht, die drehfest mit der zweiten Nockenwelle 18 verbunden ist. Dazu ist die Rotornabe 36 mit einem Hydraulikventil 38 in Form eines so genannten Zentralventils verbunden. So ist ein Hydrauliksystem 40 umfassend den Nockenwellenversteller 10 und das Hydraulikventil 38 ausgebildet.

[0025] Zwischen dem Rotor 28 und dem Stator 24 liegen mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckkammern 42, die durch die Flügel in gegeneinander wirkende Druckkammern 42 unterteilt sind, wobei das Hydraulikfluid mit Hilfe des Hydraulikventils 38 die Druckkammern 42 über in der Rotornabe 36 ausgebildete Durchströmöffnungen 44 geregelt beaufschlagt. Zur Ausbildung der gegenüber der Umgebung druckdichten Druckkammern 42 sind beidseits des Stators 24 und Rotors 28 Deckel 46 die Druckkammern 42 in axialer Richtung begrenzend angeordnet.

[0026] Im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sind die Druckkammern 42 kontinuierlich mit Hydraulikfluid gefüllt, damit der Rotor 28 und der Stator 24 relativ steif miteinander verbunden sind. Um die Winkellage zwischen der Doppelnockenwelle 12 und der Kurbelwelle zu verändern, wird der Rotor 28 relativ zum Stator 24 verdreht. Hierzu werden in Abhängigkeit einer gewünschten Drehrichtung die Druckkammern 42 durch Zufuhr von Hydraulikfluid sowie durch Abfuhr von Hydraulikfluid in einen nicht näher dargestellten Tank be- bzw. entlastet.

[0027] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der ersten Nockenwelle 16 nicht näher dargestellte Nocken in Form von Auslassnocken und der zweiten Nockenwelle 18 Nocken 48 in Form von Einlassnocken zugeordnet. Da die zweite Nockenwelle 18 als innenliegende Nockenwelle der Doppelnockenwelle 12 gestaltet ist, sind ihre Nocken 48 eine Wellenaufnahmeöffnung 50 zur Aufnahme der ersten Nockenwelle 16 aufweisend ausgeführt, wobei selbstredend die erste Nockenwelle 16 in der Wellenaufnahmeöffnung 50 verdrehbar ist. Damit bei einer Verdrehung der zweiten Nockenwelle 18 der Nocken 48 die Verdrehung unmittelbar mitausführend ist, ist der Nocken 48 mit Hilfe eines Bolzens 52 mit der zweiten Nockenwelle 18 drehfest verbunden.

[0028] Damit eine ungehinderte Beaufschlagung des vom Nocken 48 betätigten Gaswechselventils in Form eines Einlassventils erfolgen kann, weist der Nocken 48 einen hohlzylindrischen Hülsenabschnitt 54 mit einer Durchtrittsöffnung 56 auf, in die der Bolzen 52 zur Herbeiführung der drehfesten Verbindung mit der zweiten Nockenwelle 18 hineingesteckt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass der Bolzen 52 sowohl mit dem Hülsenabschnitt 54, und somit mit dem Nocken 48, als auch mit der zweiten Nockenwelle 18 fest verbunden ist.

[0029] Es ist selbstredend, dass nicht zwingend die erste Nockenwelle 16 ihre Nocken in Form eines Auslassnockens bzw. eine gemäß der Anzahl Auslassventile Anzahl Auslassnocken aufweist. Somit ist es nicht zwingend, dass die zweite Nockenwelle 18 ihre Nocken 48 in Form des Einlassnockes bzw. eine gemäß der Anzahl Einlassventile Anzahl Einlassnocken aufweist. Ebenso könnte die erste Nockenwelle 16 Nocken in Form von Einlassnocken zur Betätigung der Einlassventile und die zweite Nockenwelle 18 ihre Nocken in Form von Auslassnocken zur Betätigung der Auslassventile aufweisen. Auch könnte die Doppelnockenwelle 12 zur Betätigung von nur Auslassventilen oder nur Einlassventilen ausgestaltet sein.

[0030] Zur Realisierung einer beim Start der Verbrennungskraftmaschine notwendigen relativen Position zwischen dem Stator 24 und dem Rotor 28 ist ein nicht näher dargestelltes Vorspannelement vorgesehen, mit dessen Hilfe der Rotor 28 in seiner relativ zum Stator 24 korrekten Position gedreht wird. Das heißt mit anderen Worten, dass der Rotor 28 relativ zum Stator 24 vorgespannt ausgebildet ist. Eine Fixierung der korrekten Position wird mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Verriegelungseinrichtung realisiert, welche mit Hilfe des Hydraulikventils 38 beaufschlagbar zum Lösen und Herbeiführen der Fixierung ist.

[0031] Das Hydraulikventil 38, welches zur zumindest Steuerung des Nockenwellenverstellers 10 ausgebildet ist, weist eine hohlzylinderförmige Buchse 58 auf, welche einen Kolben 60 bewegbar aufnehmend ausgebildet ist. Der Kolben 60 ist zur axialen Bewegung in Richtung der Längsachse 26 ausgebildet, und ist mit einem Aktuator 62 über einen Stempel 63 wirkverbunden. Mit Hilfe von an seiner Mantelfläche 64 ausgebildeten Steuerkanten 66 werden in der Buchse 58 ausgebildete Buchsendurchtritte 68 zur Durchströmung geöffnet oder gesperrt, wobei die Buchsendurchtritte 68 mit Arbeitsanschlüssen A, B und zumindest einem Tankanschluss T und einem Versorgungsanschluss P durchströmbar verbunden sind. Zur Durchströmung ist der Kolben 60 hohl ausgeführt.

[0032] Am vom Stempel 63 abgewandten Ende der Buchse 58 ist ein Abschlussdeckel 70 ausgebildet, welcher einer gesicherten Aufnahme eines Rückstellelementes 72 zur Vorspannung und Positionierung des Kolbens 60 dient.

[0033] Zwischen der Buchse 58 und der zweiten Nockenwelle 18 ist eine Kupplung 74 umfassend ein scheibenförmiges Kupplungselement 76 ausgebildet. Die Kupplung ist in Form einer Oldham-Kupplung ausgeführt und dient der Eliminierung, oder zumindest einer Reduzierung, von insbesondere radialen Versätzen der zu verbindenden Bauteile, welche im vorliegenden Fall die zweite Nockenwelle 18 und die Buchse 58 sind.

[0034] An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Kupplung 74 einer Kompensation eines im Betrieb entstehenden Verschleißes und fertigungstechnischer Toleranzen dient, woraus Versätze in radialer Richtung, axialer Richtung und Winkelrichtung resultieren.

[0035] Eine dem Kupplungselement 76 zugewandt ausgebildete erste Stirnseite 78 des Hydraulikventils 38 ist zur Herbeiführung einer Formschlussverbindung mit dem Kupplungselement 76 in Form der Oldham-Kupplung 74 ausgestaltet. Ebenso ist eine dem Kupplungselement 76 zugewandt ausgebildete zweite Stirnseite 80 der zweiten Nockenwelle 18 zur Herbeiführung einer Formschlussverbindung mit dem Kupplungselement 76 in Form der Oldham-Kupplung 74 ausgestaltet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 74 zur Verbindung der Bauteile in Form einer Nut-Feder-Verbindung ausgeführt. Ebenso könnte zwischen den Bauteilen 18, 58 und dem Kupplungselement 76 Verbindungselemente ausgebildet sein, welche der Formschlussverbindung dienen.

[0036] Eine Schmiermittelversorgung der beiden Nockenwellen 16, 18 erfolgt über ein dem Nockenwellenversteller 10 nächstliegendes Nockenwellenlager 88, welches im üblichen Schmiermittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe einer Förderpumpe mit Schmiermittel versorgt wird. Hierzu weist die erste Nockenwelle 16 eine sie in radialer Richtung vollständig durchdringende Schmiermittelöffnung 90 auf.

[0037] Zur Reduzierung eines Verschleißes der Kupplung 70 ist eine Schmiermittelversorgung vorgesehen, wobei die Schmiermittelversorgung mit Hilfe des Hydraulikventils 38 erfolgt. Das über die Schmiermittelöffnung 90 einströmende Schmiermittel strömt über eine dem Versorgungsanschluss P zugeordnete Buchsenversorgungsöffnung 92, welche ein Sieb 94 und ein Rückschlagventil 96 aufweist, in eine am Kolben 60 ausgebildete Ringnut 98. Mit Hilfe des Siebes 94, welches zum Auffangen von Partikel im Schmiermittel ausgebildet ist, kann das Schmiermittel als Hydraulikfluid herangezogen werden.

[0038] Aus der Ringnut 98 strömt das Hydraulikfluid gemäß der mit einem Pfeil versehenen Strömungslinie über einen zwischen dem Kolben 60 und der Buchse 58 ausgebildeten Ringspalt 100 in den hohlzylindrisch ausgebildeten Abschlussdeckel 70, um von dort in eine im Abschlussdeckel 70 ausgebildete durchströmbare Deckelöffnung 82 das Kupplungselement 76 zu umströmen und zwischen das Kupplungselement 76 und die erste Stirnseite 78 zu fließen. Ebenso kann das Hydraulikfluid zwischen für die Oldham-Kupplung üblichen Feder-Nut-Spalte strömen, wie durch die gestrichelt eingezeichnete Strömungslinie beispielhaft abgebildet ist.

[0039] Das Kupplungselement 76 weist einen Strömungskanal 84 auf, über den das Hydraulikfluid durch das Kupplungselement 76 zwischen die zweite Stirnseite 80 und das Kupplungselement 76 gelangen kann. Ebenso kann das Hydraulikfluid zwischen die erste Nockenwelle 16 und die zweite Nockenwelle 18 gelangen, so dass eine zusätzliche Schmierung ausgebildet werden kann. So können sämtlich einander gegenüberliegende Flächen des Kupplungselementes 76 und des Hydraulikventils 38 sowie der zweiten Nockenwelle 18 mit Schmiermittel versorgt werden, wodurch der Verschleiß wesentlich reduziert werden kann, da eine Festkörperreibung vermieden oder zumindest verringert ist.

[0040] Damit das über die Deckelöffnung 82 strömende Hydraulikfluid eine Verstellung des Nockenwellenverstellers 10 nicht beeinträchtigt, ist der Kolben 60 an seiner dem Rückstellelement 72 zugewandten dritten Stirnseite 86 geschlossen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Zylinders 102. Eine in der ersten Nockenwelle 16 ausgebildete zweite Schmiermittelöffnung 104 dient einem Abfließen von Hydraulikfluid.


Ansprüche

1. Nockenwellenversteller für eine Doppelnockenwelle, wobei der Nockenwellenversteller (10) einen Rotor (28) und einen Stator (24) umfasst, und der Rotor (28) gegen den Stator (24) über eine Rotorachse (30) des Rotors (28), welche koaxial mit einer Längsachse (26) des Stators (24) ausgebildet ist, verdrehbar ist, und wobei zwischen zwei Stegen (34) des Stators (24) ein Flügel des Rotors (28) positionierbar angeordnet ist, wobei mit Hilfe des Flügels ein zwischen den beiden Stegen (34) ausgebildeter Zwischenraum in zwei Druckkammern (42) geteilt ist, und wobei die Doppelnockenwelle (12) eine in Form eines Hohlzylinders ausgebildete erste Nockenwelle (16) und eine in der ersten Nockenwelle (16) zumindest teilweise aufgenommene zweite Nockenwelle (18) umfasst, wobei die Nockenwellen (16, 18) relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei eine der beiden Nockenwellen (16; 18) mit dem Rotor (28) und eine der beiden Nockenwellen (18; 16) mit dem Stator (24) drehfest verbunden ist, und wobei der Rotor (28) mit Hilfe von in den Druckkammern (42) anliegenden Drücken bewegbar ist zur Verdrehung der Nockenwellen (16, 18),
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Hydraulikventil (38) konzentrisch mit den Nockenwellen (16, 18) und dem Rotor (28) in axialer Richtung zwischen der zweiten Nockenwelle (16) und dem Rotor (28) angeordnet ist.
 
2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hydraulikventil (38) in der ersten Nockenwelle (16) angeordnet ist.
 
3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hydraulikventil (38) durchströmbar mit einem Nockenwellenlager (88) der Doppelnockenwelle (12) ausgebildet ist.
 
4. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der zweiten Nockenwelle (18) und dem Hydraulikventil (38) eine Kupplung (74) angeordnet ist.
 
5. Nockenwellenversteller nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hydraulikventil (38) zur Schmiermittelversorgung der Kupplung (74) und/oder der Doppelnockenwelle (12) ausgebildet ist.
 
6. Nockenwellenversteller nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hydraulikventil (38) an seiner der Kupplung (74) zugewandt ausgebildeten Stirnseite (78) eine durchströmbare Öffnung (82) aufweist.
 
7. Nockenwellenversteller nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (82) in einem Abschlussdeckel (70) des Hydraulikventils (38) ausgebildet ist.
 
8. Nockenwellenversteller nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (82) in Form einer Bohrung ausgebildet ist.
 
9. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kupplungselement (76) der Kupplung (74) einen Strömungskanal (84) zur Durchströmung aufweist.
 
10. Nockenwellenanordnung, umfassend eine erste Nockenwelle (16) und eine zweite Nockenwelle (18), wobei die zweite Nockenwelle (18) in der ersten Nockenwelle (16) verdrehbar aufgenommen ist, und wobei die Nockenwellen (16, 18) mit Hilfe eines gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Nockenwellenverstellers (14) verdrehbar sind.
 
11. Hydrauliksystem, umfassend einen Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend ein Hydraulikventil (38) in Form eines Zentralventils.
 




Zeichnung







Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente